第02章AW60硬件最小系统与S08CPU

第2章AW60硬件最小系统与

S08CPU主要内容

2.1S08系列MCU命名规则与资源简介2.2AW60微控制器功能概述及存储器映像2.3AW60的引脚功能与硬件最小系统2.4S08CPU的特点与CPU内部寄存器2.5S08CPU的寻址方式2.6S08CPU的指令系统2.7S08CPU汇编语言基础2.1S08系列MCU命名规则与资源简介2.1.1．Freescale08系列发展简史及

S08系列MCU命名规则目前，Freescale的08系列单片机主要有HC08、HCS08和RS08三种类型。1999年，HC08面世--高性能8位单片机2004年，HCS08诞生--资源丰富，功耗低，性价比很高2006年，RS08涌现--内核体积比传统的内核小30%，带有精简指令集，满足用户对体积更小、更加经济高效的解决方案的需求FreescaleS08系列MCU的型号庞大，但同一系列的CPU是相同的，也就是说具有相同的指令系统，多种型号只是为了适用于不同的场合。为了方便实际应用时选型，需要了解FreescaleMCU的命名方法，其基本命名规则如下：хх

х

хх

хх

хх

х

хх

①

②③④

⑤

⑥

⑦①产品形态②存储器类型标志③芯片内核④子系列型号标志⑤存储器大小⑥工作温度范围标志⑦封装标志2.1.208系列单片机资源简介08系列单片机的资源差异情况表产品型号ROM(字节)RAM(字节)EEPROM(字节)Flash(字节)I/O数SerialA/D最大的总线频率(MHz)MC9S08AW6060k2K-60K54I2C/2SCI/SPI16通道10位20.0MC68HC08AZ6060K2K1K-48SCI/SPI/CAN15通道10位8.4MC68HC08AB16A16K512512-51SCISPI8通道10位8.0MC68HC908EY16-512-16K24ESCISPI8通道10位8.0MC68HLC908QT2-128-1.5K6-4通道8位8.0MC9RS08KA2-48-2K6--10.02.2AW60微控制器功能概述及存储器映像一般来说学习一个新的MCU芯片的过程：了解性能及内部主要功能模块与存储空间的地址分配了解基本的编程结构、编程模式及寻址方式了解中断结构了解芯片的引脚的总体布局情况、硬件最小系统电路理解第一个工程的结构、工程中各个文件的基本功能编译、链接，理解列表文件、机器码文件借助硬件评估环境，重复练习充分理解第一个工程的执行过程至此，就算“入门”了，以后逐步学习各个功能模块就

方便了2.2.1AW60功能概述1．AW60系列主要常规模块和特点最高达40MHz的CPU工作频率和20MHz的内部总线工作频率；时钟源选项包括晶体，谐振器，外部时钟，或内部产生的时钟S08CPU相比HC08CPU指令集，增加了BGND指令单线后台调试模式接口；增强的断点能力，允许单一的断点设置在线调试（在片内调试模块加了多于两个的断点）内含32个中断/复位源；内含2KB的片内RAM；内含60KB的片内在线可编程FLASH存储器，带有块保护和安全选项可选的计算机正常操作（COP）复位；低电压检测与复位或中断；非法操作码检测与复位；非法地址检测与复位ADC：多达16个通道，10位AD转换器与自动比较功能；两个串行通信接口SCI模块与可选的13位中断；一个串行外设接口SPI模块；集成电路互连总线I2C模块运作高达100kbps的最高总线负载；8引脚键盘中断KBI模块Timers：1个2通道和1个6通道16位定时器/脉冲宽度调制器模块。具有输入捕捉、输出比较、脉宽调制功能芯片FLASH（字节）RAM（字节）封装MC9S08AW6063,280204864QFP64LQFP48QFN44LQFPMC9S08AW4849,152MC9S08AW3232,768MC9S08AW1616,384102448QFN44LQFP

AW子系列的芯片的Flash、RAM与封状形式特点封装选项

64引脚48引脚44引脚ADC16通道8通道8通道I2C有有有IRQ有有有KBI1876SCI1有有有SCI2有有有SPI1有有有TPM16通道4通道4通道TPM1CLK有无无TPM22通道2通道2通道TPM2CLK有无无I/O引脚543834每个封装的可配置外设2．AW60的内部结构框图从内部结构简图可以看出，AW60主要有以下主要部分：S08CPU、存储器、定时器接口模块、定时器模块、看门狗模块、通用IO模块、串口通信模块（SCI）、串行外设接口（SPI）、I2C模块、A/D转换模块、键盘中断模块、时钟发生模块、复位与中断模块等BDMPLLGPIOJTAGSPII2CSCI16通道定时器2通道定时器SCI2A/DKBIDBGCPURTICOPIRQLDVHCS08内核BDC存储器2KBRAM64KBFlashAW60MCU框图2.2.2AW60存储器映像S08系列MCU的逻辑地址空间为64KB，地址范围为$0000～$FFFF。

所谓存储器映像（Memorymap），是指地址$0000～$FFFF这个64KB空间，哪些地址被何种存储器或I/O寄存器所占用，或者说AW60的RAM、Flash、I/O映像寄存器各使用$0000～$FFFF这个64KB空间中的哪些地址。简单地说，就是$0000～$FFFF这个64KB空间是如何分配的。

AW60的存储器映像2.3AW60的引脚功能与硬件最小系统2.3.1AW60的引脚功能64引脚LQFP封装的AW60的引脚图引脚LQFP封装AW60的引脚功能分类简介

电源类信号引脚复位信号引脚主要功能模块引脚其他引脚2.3.2AW60的硬件最小系统AW60芯片的硬件最小系统包括：电源及其滤波电路复位电路晶振电路及PLL滤波电路写入器接口电路AW60硬件最小系统2.3.3硬件最小系统测试方法硬件电路板的焊接和测试具体过程：焊接电源及其滤波电路、复位电路、晶振电路、PLL滤波电路以及写入器接口电路。注意：电源的滤波电容不可漏焊，否则芯片所受干扰较大，影响调试在确保电源和地未短路的情况下接通电源，测量电压是否正常，检查按下复位按钮是否能够复位（观察复位指示灯）将写入器与电路板连接，启动开发环境CodeWarrior6.2，对目标MCU进行擦除，如果成功则说明最小系统工作正常将第一个样例程序编译、连接生成S19文件，并下载到Flash中，观察小灯闪烁情况硬件最小系统测试通过以后就可以进行其他模块焊接。正确的做法是，焊完一个模块后，应紧接着测试该模块工作是否正常，切忌焊接多个模块后再进行测试，因为一旦出现问题，就很难定位具体是哪个模块的问题2.4S08CPU的特点与CPU内部寄存器1.S08CPU的特点目标代码与M68HC05系列、M68HC08系列MCU向上兼容具有16位堆栈指针SP、16位变址寄存器HX。16种寻址方式最高达40MHzCPU内部总线频率、64KB程序/数据存储器空间不经过累加器A的存储器之间数据直接传送快速8位×8位乘法指令、快速16位与8位相除指令，增强的BCD指令模块化结构，可扩展的内部总线定义可使寻址范围超过64KB低功耗的STOP、WAIT模式2.S08CPU内部寄存器 HCS08CPU中有5个寄存器：累加器A、变址寄存器HX、堆栈指针SP、程序计数器PC和条件码寄存器CCR累加器A(Accumulator)：8位通用寄存器，用来存放操作数和运算结果变址寄存器HX(IndexPointer)：16位寄存器，H是高8位，X是低8位，可单独使用堆栈指针SP(StackPointer)：指向下一个栈地址的16位寄存器，堆栈指针SP采用递减的结构，即进栈时SP减1，出栈时SP加1程序计数器PC(ProgramCounter)：也是16位的，可寻址范围达64KBPC存放下一条指令的地址，在执行转移指令时存放转移地址，在执行中断指令时存放中断子程序入口地址条件码寄存器CCR(ConditionCodeRegister)：8位的寄存器，其中5位(除了中断屏蔽位I)用于指示执行完指令的结果状态，这些位可由程序来测试进位/借位标志C零标志Z负标志N中断屏蔽位I半进位标志H溢出标志V0变址寄存器HX堆栈指针SP程序计数器PC条件码寄存器CCRCZINH11V累加器A150015015HX77815S08CPU的寄存器2.5S08CPU的寻址方式内在寻址方式(INH，Inherentaddressingmode)立即寻址方式(IMM，Immediateaddressingmode)直接寻址方式(DIR，Directaddressingmode)扩展寻址方式(EXT，Extendedaddressingmode)无偏移量变址方式(IX，Indexed,nooffsetaddressingmode)八位偏移量变址方式(IX1，Indexed,8-bitoffsetaddressingmode)十六位偏移量变址方式(IX2，Indexed,16-bitoffsetaddressingmode)相对变址寻址方式(REL，Relativeaddressingmode)存储器：直接地址—直接地址寻址方式(DD，DirecttodirectaddressingMode)存储器：直接地址—变址、变址加1的寻址方式(DIX+，DirecttoindexedwithpostincrementaddressingMode)存储器：立即数—直接地址寻址方式(IMD，ImmediatesourcetodirectdestinationaddressingMode)存储器：变址—直接地址、变址加1的寻址方式(IX+D，IndexedwithpostincrementtodirectaddressingMode)无偏移量变址、变址加1寻址方式(IX+，Indexed,nooffset,postincrementaddressingmode)直接寻址方式(DIR，Directaddressingmode)八位偏移量变址、变址加1寻址方式(IX1+，Indexed,8-bitoffset,postincrementaddressingmode)无偏移量变址方式(IX，Indexed,nooffsetaddressingmode)八位偏移量堆栈寻址方式(SP1，Stackpointer,8-bitoffsetaddressingmode))十六位偏移量堆栈寻址方式(SP2，Stackpointer,16-bitoffsetaddressingmode)2.6S08CPU的指令系统2.6.1数据传送类指令取数指令存数指令堆栈操作指令寄存器间数据传送指令存储器间数据传送指令2.6.2算术运算类指令加、减指令堆栈操作指令乘/除法指令加1/减1指令取反/求补指令比较指令清零指令测试是否为0指令SP与HX增加指令2.6.3逻辑运算类指令

逻辑运算类指令完成逻辑与、或、异或等操作。2.6.4位操作类指令

位操作类指令主要是位测试、位置1、位清0等操作。2.6.5移位类指令单向移位指令循环移位指令2.6.6程序控制类指令一般转移指令特殊转移指令跳转指令2.6.7其它指令2.7S08CPU汇编语言基础2.7.1S08汇编源程序格式

汇编语言源程序以行为单位进行设计，每一行最多可以包含以下四个部分：1．标号(Labels)

对标号有以下说明：标号

操作码

操作数注释如果一个语句有标号，则标号必须从第一列开始书写可以组成标号的字符有：字母A～Z、字母a～z、数字0～9、下划线“_”、美元符号“$”，但开头的第一个符号不能为数字和$08编译器区分标号中字母的大小写，但指令和伪指令不区分大小标号长度基本上不受限制，但实际使用时通常不要超过20个字符若希望更多的编译器能够识别，建议标号(或变量名)的长度小于8个字符标号后必须带冒号“：”或双冒号“：：”，一个冒号表示局部符号，两个符号表示全局符号。模块外调用的标号需要用全局标号，模块内跳转的标号用局部标号一个标号在一个程序中只能定义一次，否则是重复定义，不能通过编译一行语句可以只有标号，编译器将